常见的垃圾收集算法

目录

垃圾收集有哪些算法,各自的特点?

[标记 -清除算法](#标记 -清除算法)

复制算法

标记整理算法/标记压缩算法

分代收集算法

新生代

老年代


垃圾收集有哪些算法,各自的特点?

GC最基础的算法有三种: 标记 -清除算法、复制算法、标记-压缩算法,我们常用的垃圾回收器一般都采用分代收集算法。

标记 -清除算法

  • 算法分为"标记"和"清除"两个阶段:首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象。

  • 适用于存活对象多, 垃圾较少的情况.

  • 优点:速度快

  • 缺点:会产生内存碎片, 需要维护一个空闲列表来进行分配.

复制算法

  • 将原有的内存空间一分为二,每次只用其中的一块

  • 在垃圾回收时,将存活对象复制到另外一个内存空间中,同时将该内存空间清空,然后交换两个内存的角色,完成垃圾回收。

  • 适用于存活对象少,垃圾对象多适用于新生代

优点:

  • 没有标记和清除过程,实现简单,运行高效。

  • 复制过去以后保证空间的连续性 ,**不会出现"碎片"**问题。

缺点

  • 需要两倍的 内存 空间, 或者需要将原本的内存一分为二。

  • 复制的成本过高。

标记整理算法/标记压缩算法

  • 算法分为"标记"和"整理"两个阶段:首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉另一端的内存.

  • 标记整理算法适用于存活对象多, 垃圾较少的情况 如老年代.

优点

  • 不会产生内存碎片, 消除了复制算法中内存减半的缺点

缺点

  • 是效率不如复制算法, 需要STW(STW指的是暂停所有应用程序线程,让整个程序完全停止运行,只有垃圾回收器线程在工作)

分代收集算法

目前java采用分代收集算法, 将分为堆内存分为新生代 和老年代

新生代

所有新生成的对象首先都是放在新生代的, 新生代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象。新生代代分三个区。一个Eden区(伊甸园),两个Survivor(读音:色外玩)区(from和to, 有的也叫s1和s0)

  • 首先, 大部分对象都会在Eden区生成

  • 当Eden区空间不足时, 就会触发一次minor(读音:迈呢)GC, 此时会采用复制算法, 将存活的对象从Eden区复制到to区, 存活对象的寿命+1, 清除Eden区的垃圾. 然后将from区和to区交换, from区就保留了存活的对象.

  • 此时, 新的对象又在Eden区生成. 当Eden区空间不足时, 又会触发Minor GC, 此时会采用复制算法, 将Eden区和from区的存活对象复制到to区, 且寿命+1. 清除Eden区的垃圾, 然后将from和to区交换, from区保留了存活的对象.

  • 以此类推, 每当Eden区空间不足时, 就触发Minor GC, 采用复制算法, 将Eden和from区的存活对象复制到to区, 且寿命+1, 清除Eden区的垃圾, 然后将from和to区交换, from区保留了存活的对象.

  • Minor GC会一直重复这样的过程,直到"To"区被填满,"To"区被填满之后,会将所有对象移动到年老代中。

  • 当存活对象的寿命超过阈值时, 就将该对象从新生代转移到老年代. 因为该对象一直存活说明十分重要, 应该放到gc不频繁的老年代.

老年代

  • 当老年代空间不足, 会先尝试触发minor gc清理新生代, 如果空间依旧不足, 那么就会触发full gc, 清理老年代.

  • full gc也会触发SWT(stop the world), 但是相比于minor gc, full gc的暂停时间更长.

  • 如果full gc后空间足够, 那就继续运行. 如果full gc后空间不足, 那么抛出out of memory error

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